EP1243229A2 - Zahnimplantat - Google Patents

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Publication number
EP1243229A2
EP1243229A2 EP02004827A EP02004827A EP1243229A2 EP 1243229 A2 EP1243229 A2 EP 1243229A2 EP 02004827 A EP02004827 A EP 02004827A EP 02004827 A EP02004827 A EP 02004827A EP 1243229 A2 EP1243229 A2 EP 1243229A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
implant
implant according
axial section
screw thread
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02004827A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1243229A3 (de
Inventor
Herbert Hatzlhoffer Dr.-Medic-Stom./Umf Temeschburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DR.-MEDIC-STOM./UMF TEMESCHBURG, HERBERT HATZLHOFF
Original Assignee
HERBERT HALZHOFFER DR-MEDIC-STOM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HERBERT HALZHOFFER DR-MEDIC-STOM filed Critical HERBERT HALZHOFFER DR-MEDIC-STOM
Publication of EP1243229A2 publication Critical patent/EP1243229A2/de
Publication of EP1243229A3 publication Critical patent/EP1243229A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/84—Fasteners therefor or fasteners being internal fixation devices
    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/8625—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue
    • A61B17/863—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue with thread interrupted or changing its form along shank, other than constant taper
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0018—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the shape
    • A61C8/0022—Self-screwing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0048—Connecting the upper structure to the implant, e.g. bridging bars
    • A61C8/005—Connecting devices for joining an upper structure with an implant member, e.g. spacers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0048—Connecting the upper structure to the implant, e.g. bridging bars
    • A61C8/005—Connecting devices for joining an upper structure with an implant member, e.g. spacers
    • A61C8/0069—Connecting devices for joining an upper structure with an implant member, e.g. spacers tapered or conical connection
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    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/84—Fasteners therefor or fasteners being internal fixation devices
    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/8685—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor comprising multiple separate parts

Definitions

  • the invention relates to an implant for insertion into the jawbone of a patient, with a screw thread provided on its outer circumference and with a receptacle provided at its cranial end for fixing one Tooth structure.
  • a basic structure of an implant currently consists in the fact that the screw thread is almost over the entire axial length range and that only on the cranial End of the implant is joined by a collar with an enlarged outer diameter, that in the uppermost area of the cortex and the transition area to the gums is arranged, the receptacle for the tooth structure carries and a continuous Allows transition to this tooth structure.
  • the stability of such The implant is primarily created by the connection between screw thread and jawbone and secondarily by the implant growing together with the jawbone, obtained through the so-called osseointegration.
  • Implants are usually screwed into the jawbone and only after one Provide healing time of about 3-4 months with the tooth structure, through which the The implant is only subjected to forces in the longitudinal and transverse directions. Even if So part of implant stability is obtained through osseointegration, which is not is directly influenced by the quality of the screw connection, the aim is nevertheless to optimize the primary stability and thereby the prerequisite for one to improve good osseointegration.
  • the screw thread only over a first axial section of the implant on its apical Side extends that a second axial portion is provided on the cranial side is thread-free and to support the implant on the
  • the cortex of the jawbone is used and one against the screw thread of the first axial section has an enlarged outer diameter, and that the second axial section has an axial length of at least one Has third of the total implant length, and that the screw thread of the first axial section a tapered thread base with in the direction of the apical end has a decreasing inner diameter.
  • the described division of the implant according to the invention into a threaded area and in a thread-free area has the following effect:
  • the implant is screwed into the cancellous bone while crossing the cortex and there anchored in particular to absorb longitudinal forces and torques.
  • the thread-free section acts on the cortex, expanding it radially outwards and thus serves to absorb lateral forces.
  • the unthreaded second axial section be at least as long as the cortex in the implant area is thick to the Cortex actually has a large, thread-free contact surface to be able to ask.
  • the remaining area of the axial implant length, which is in the area the spongiosa extends should be provided with the screw thread his.
  • the anchoring in the cancellous bone is advantageously by a special Improved thread shape with apically tapering thread base, through which the soft bone of the cancellous bone along the screw thread when inserting is gradually compressed.
  • the threadless works in a similar way second axial section, the outer diameter of which Screw thread is enlarged and thereby for further compression of the Bone and thus provides a better hold.
  • screw anchoring the implant in the cancellous bone useful if the screw thread is at least approximately the same Has outer diameter so that the thread depth between the outer diameter of the screw thread and the tapering thread root in the apical direction steadily increasing.
  • the thread of the screw thread cuts here right from the start, the effective outer diameter in the entire screw thread range into the jawbone, displacing the area of the thread base but in the manner described above, starting from the apical End only gradually due to its constantly increasing inner diameter the jawbone and thus increases the compression and thus the Anchoring the jaw bone gently but steadily.
  • the screw thread is advantageously designed as a trapezoidal thread, whereby the wide thread turn means greater displacement of the jawbone and receives a better hold of the screw thread in the jawbone, trapezoidal threads are actually primarily intended to Transfer longitudinal forces.
  • the tapering thread base along an approximately truncated cone-shaped lateral surface, which has a taper angle ⁇ compared to the screw axis of about 5 °.
  • Screw thread is double-start.
  • This two-start screw thread can be used to achieve an enlarged displacement area, that based on the roughly constant outside diameter Thread depth of the second thread is made smaller than the thread depth of the first thread, creating the thread root of the second thread has a smaller axial extent and the axial length of the outer Threads can be enlarged.
  • the thread depth of the second Thread turn is recommended about half the thread depth of the first thread turn in the respective axial section, as a result of which the taper angle ⁇ is also approximately frustoconical surface of the second thread about 2 ° to 5 °, but in particular with a cone angle that is half as large the screw axis of about 2.5 °.
  • the two-start screw thread also has the advantage that the implant when screwing in two turns per operative connection with the cancellous bone. A few revolutions are enough (in one embodiment just a little over two) for a permanent, safe and ready-to-use advertising.
  • the screw thread of the implant must not compress the bone to a great extent in order to prevent damage to the jaw bone due to crack formation or even by bursting open; Therefore, instead of a double thread with a constant outside diameter, it is recommended to use a simple screw thread, the outside diameter of which is the same as the thread base at a taper angle runs from 5 ° to the screw axis. To further reduce the compression properties, the screw thread has a comparatively large pitch, but nonetheless flat-inclined thread flanks.
  • the second axial section which is thread-free and stretches in the area of the cortex, one is also recommended for this conical clear outer shape that tapers in the apical direction to also in this axial section a slowly increasing compression of the jawbone and thus to obtain an improved anchorage in the cortex.
  • the second axial section is expediently of smooth-walled design. However, it is also possible to profile it with circumferential annular cross-sectional reductions execute that seen in axial section an arcuate Leave the outer shape between you. Of course there is also one Mixed form between smooth-walled and profiled design of the outer surface of the second axial section possible.
  • the second axial section expediently consists of a tubular one Attachment that is designed separately from the first axial section, so that initially once the implant can be screwed into the jawbone and only then the second axial section on the screwed-in first axial Partial area is put on and fixed to the cortex.
  • the first axial section has a cranial extension with reduced outer diameter compared to the screw thread, and if on the extension of the tubular, forming the second axial portion Attachment is attached.
  • the determination of the one forming the second axial section tubular body on the extension can be screwed and in particular via fixing means for the tooth structure, especially if the Extension carries the holder for the tooth structure.
  • the separate design of the second axial section as a tubular attachment and separate from the first axial section has the particular advantage that at a disease of the implant bed (so-called implantitis) this attachment without difficulty can be exchanged.
  • implantitis a disease of the implant bed
  • this shows in particular in Axial area of the screw thread on an internal thread, in which either during the 3-4-month period of osseointegration a healing screw or a Gingiva former and / or subsequent fastening screws for the tooth structure be anchored if there is no immediate treatment of the implant.
  • the implant is particularly in the area of Screw thread can have a chemically roughened surface.
  • parts of the second axial section with a smooth surface and without Be roughened.
  • FIG. 1 shows a jawbone in a schematic vertical section, the structure of the jawbone KK is shown and the orientation of a Tooth Z and an inserted implant for the individual bone areas:
  • the outermost layer is the gum A, which is on the crown K of the tooth Z is tight and the implant 1 during the healing phase shown in Figure 1 covered in the area of a healing screw 2.
  • the next layer is the cortex B, which is used to hold the tooth or the implant, especially in the transverse direction provides.
  • the cancellous bone C which is porous and forms the largest area of bone.
  • tooth Z is included anchored to its tooth root W, from where the tooth nerve N extends to the nervus mandibularis NM of the jawbone KK extends.
  • the implant 1 is similar to the tooth Z shown in the jawbone arranged and has a first axial corresponding to the tooth root Subarea 3, which carries a screw thread 4 on its outside and in Area of the cancellous bone is arranged and thereby the apical end of the implant forms.
  • a second axial section 5 is thread-free and extends is at the level of the cortex and serves to insert the implant into Support the transverse direction on the cortex without longitudinally threading it Suspend power components.
  • the present invention now proposes the field of To keep the cortex free of threads and instead the second one there axial portion to be provided with a larger outer diameter than that first axial section with screw thread, in order to create a uniform, gentle and extensive compression of the cortex in the peripheral region of the To receive the implant. At the same time, this ensures that the area of cancellous bone is limited Screw thread for the desired fixation of the implant in the longitudinal direction.
  • the invention Implant a tapered thread base 6 (see Figure 2) with in Decreasing inside diameter towards the apical end, while the Outside diameter of the screw thread 4 remains essentially the same. hereby you also gently compress the cancellous bone in the area of the thread base, which is continuous when the implant is screwed in radial expansion generated.
  • This first axial section 3 with screw thread 4 is shown in detail in FIG. 2, it can be seen that it has an extension 17 in the cranial axial direction carries, which serves to fix the second thread-free axial section 5, which is designed as a tubular body 8 and in various embodiments is shown in Figures 4 to 6.
  • the screw thread 4 shown in Figure 2 consequently has a tapered Thread base 6, along an approximately frustoconical surface runs, the taper angle ⁇ is about 5 ° with respect to the screw axis 9. From Figure 2 is the approximately constant outer diameter 7 of the Recognize screw thread, so that the thread depth in the apical direction slowly increases. Finally, Figure 2 shows a prism-shaped end region and not rotationally symmetrical recess 18, which is transverse to the screw axis extends and an anti-twist device against unintentional loosening or unscrewing of the osseointegrated implant.
  • FIG. 2a A detail I from FIG. 2 is shown in the detail in FIG. 2a: that the screw thread 4 is double-threaded with a first thread 4a and a second thread 4b, the thread depth of the first thread turn larger and in particular - based on the respective axial area - Double the thread depth of the second thread 4b is formed up to the thread base 6a.
  • the screw thread 4 as Trapezoidal thread, so that there is a total of the external thread areas can enlarge in the axial direction, which leads to an enlargement of the Bone areas displaced by the implant and thus for a better hold of the implant in the cancellous bone.
  • the first axial partial region 3 is approximately 60 ⁇ m long and the outer diameter 40 ⁇ m and the thread depth in the apical
  • the initial area for the first thread is 5 ⁇ m and for the second thread 2.5 ⁇ m.
  • the pitch of the two threads is 7 ⁇ m and the thread flanks have an inclination to the screw axis of approx. 75 °.
  • the cranial extension 17 is tubular with a circular cross section and receives said tubular body 8, which is the second axial portion forms, which will be described in more detail later.
  • the outer diameter 27 of the screw thread 24 is also designed to taper in the apical direction, so that overall the compression of the present screw thread is far less than in the first exemplary embodiment.
  • this implant 21 is suitable for the high-density anterior tooth areas in the lower jaw, which could tear or be blown open if the compression is too great.
  • extension 37, recess 38 and internal thread 30 correspond to corresponding components 17, 18 and 10 from Figure 2 in structure and function.
  • the tubular attachment 8 shown in FIG. 4 has the extension 17 and 37 on a cylindrical inner bore 11, over which it is large and is free of play on the extension 17 in order to directly apply the effective forces or to be able to divert.
  • the outside 12 of the attachment 8 is conical with an outer diameter increasing in the cranial axial direction. hereby When inserting this attachment, the adjacent cortex gradually becomes compressed and the corresponding surface pressure gradually increased until the The wedge-like attachment is anchored in the cortex, which is particularly important for lateral stability of the implant.
  • the axial length of the tubular attachment 8 is particularly important: the thread of the screwed-in implant does not extend into the area of the Cortical, this second axial and unthreaded section should cover this Completely fill in the height section of the cortex and for this it is recommended that the second axial section has an axial length of at least one third of the total implant length.
  • the present invention offers the advantage of an implant with optimized anchoring in the jawbone, including an implant for the first time Separation of functions is made available by the screw thread extends only to the area of cancellous bone and to accommodate Serves longitudinal forces, while the thread-free second axial section on the Height level of the cortex is arranged and transfers shear force components.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Implantat zum Einschrauben in den Kieferknochen eines Patienten. Hierbei erstreckt sich das Schraubgewinde nur über einen ersten axialen Teilbereich des Implantats auf dessen apikaler Seite, während auf der kranialen Seite ein zweiter axialer Teilbereich vorgesehen ist, der gewindefrei ausgeführt ist und zur Abstützung des Implantats an der Kortikalis des Kieferknochens dient und hierzu einen gegenüber dem Schraubgewinde des ersten axialen Teilbereichs vergrößerten Außendurchmesser aufweist. Um sicherzustellen, dass das Schraubgewinde unterhalb des Höhenniveaus der Kortikalis angeordnet wird, weist der gewindefreie zweite axiale Teilbereich eine axiale Länge von zumindest einem Drittel der Implantatgesamtlänge auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Implantat zum Inserieren in den Kieferknochen eines Patienten, mit einem an seinem äußeren Umfang vorgesehenen Schraubgewinde und mit einer an seinem kranialen Ende vorgesehenen Aufnahme zum Festlegen eines Zahnaufbaus.
Zwar gibt es zur Anpassung an verschiedene Einbauverhältnisse, beispielsweise an Kieferknochenfestigkeiten, Einbaupositionen und dergleichen, bereits eine größere Anzahl verschiedener Implantatformen; ein prinzipieller Aufbau eines Implantats besteht derzeit jedoch darin, dass sich das Schraubgewinde über fast den gesamten axialen Längenbereich erstreckt und dass sich lediglich am kranialen Ende des Implantats ein Bund mit vergrößertem Außendurchmesser anschließt, der im obersten Bereich der Kortikalis und dem Übergangsbereich zum Zahnfleisch angeordnet wird, die Aufnahme für den Zahnaufbau trägt und einen kontinuierlichen Übergang zu diesem Zahnaufbau ermöglicht. Die Stabilität eines solchen Implantats wird primär durch die Verbindung zwischen Schraubgewinde und Kieferknochen und sekundär durch das Verwachsen des Implantats mit dem Kieferknochen, durch die sogenannte Osseointegration erhalten. Demzufolge werden Implantate in der Regel in den Kieferknochen eingeschraubt und erst nach einer Einheilungszeit von ca. 3-4 Monaten mit dem Zahnaufbau versehen, durch den das Implantat erst Kräften in Längs- und Querrichtung ausgesetzt wird. Selbst wenn also ein Teil der Implantatstabilität durch Osseointegration erhalten wird, die nicht direkt von der Qualität der Verschraubung beeinflusst wird, so wird dennoch angestrebt, die Primärstabilität zu optimieren und dadurch die Voraussetzung für eine gute Osseointegration zu verbessern.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Implantat zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte Primärstabilität aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich das Schraubgewinde nur über einen ersten axialen Teilbereich des Implantats auf dessen apikaler Seite erstreckt, dass auf der kranialen Seite ein zweiter axialer Teilbereich vorgesehen ist, der gewindefrei ausgeführt ist und zur Abstützung des Implantats an der Kortikalis des Kieferknochens dient und hierzu einen gegenüber dem Schraubgewinde des ersten axialen Teilbereichs vergrößerten Außendurchmesser aufweist, und dass der zweite axiale Teilbereich eine axiale Länge von zumindest einem Drittel der Implantatgesamtlänge aufweist, und dass das Schraubgewinde des ersten axialen Teilbereichs einen sich verjüngenden Gewindegrund mit in Richtung des apikalen Endes abnehmendem Innendurchmesser aufweist.
Die beschriebene erfindungsgemäße Aufteilung des Implantats in einen Gewindebereich und in einen gewindefreien Bereich hat folgenden Effekt: Das Implantat wird unter Durchquerung der Kortikalis in die Spongiosa eingeschraubt und dort insbesondere zur Aufnahme von Längskräften und Drehmomenten verankert. Der gewindefreie Teilbereich beaufschlagt die Kortikalis, weitet sie radial nach außen auf und dient hierdurch zur Aufnahme von Querkräften. Insgesamt erhält man somit ein Implantat mit vorteilhafter Funktionentrennung, dessen Verankerung zur Aufnahme von Längskräften im apikalen Endbereich der Spongiosa und dessen Querkraftverankerung im - frei von Längskräften bleibenden - kranialen Bereich der Kortikalis erfolgt, wodurch sich nicht nur die Primärstabilität erhöhen, sondern auch die Osseointegration aufgrund der höheren Belastbarkeit des Implantats verbessern lässt. Demzufolge sollte der gewindefreie zweite axiale Teilbereich mindestens so lang sein wie die Kortikalis im Implantatbereich dick ist, um der Kortikalis tatsächlich eine gewindefreie großflächige Anlagefläche zur Verfügung stellen zu können. Der Restbereich der axialen Implantatlänge, der sich im Bereich der Spongiosa erstreckt, sollte zweckmäßigerweise mit dem Schraubgewinde versehen sein.
Die Verankerung in der Spongiosa wird vorteilhafterweise durch eine spezielle Gewindeform mit sich apikal verjüngendem Gewindegrund verbessert, durch die der weiche Knochen der Spongiosa entlang des Schraubgewindes beim Inserieren langsam schrittweise komprimiert wird. In ähnlicher Weise arbeitet der gewindefreie zweite axiale Teilbereich, dessen Außendurchmesser gegenüber dem Schraubgewinde vergrößert ist und hierdurch für eine weitere Komprimierung des Knochens und damit für einen besseren Halt sorgt.
Für die Schraubverankerung des Implantats in der Spongiosa ist es besonders zweckmäßig, wenn das Schraubgewinde einen zumindest in etwa gleichbleibenden Außendurchmesser aufweist, so dass die Gewindetiefe zwischen Außendurchmesser des Schraubgewindes und dem sich verjüngenden Gewindegrund in Apikalrichtung stetig zunimmt. Hierbei schneidet der Gewindegang des Schraubgewindes zwar gleich zu Beginn den im gesamten Schraubgewindebereich wirksamen Außendurchmesser in den Kieferknochen ein, der Bereich des Gewindegrundes verdrängt aber in der oben beschriebenen Art und Weise ausgehend vom apikalen Ende aufgrund seines sich stetig vergrößernden Innendurchmessers nur schrittweise den Kieferknochen und vergrößert somit die Kompression und damit die Verankerung des Kieferknochens behutsam, aber stetig.
Vorteilhafterweise ist das Schraubgewinde als Trapezgewinde ausgebildet, wodurch man durch den breiten Gewindegang eine größere Verdrängung des Kieferknochens und einen besseren Halt des Schraubgewindes im Kieferknochen erhält, wobei Trapezgewinde darüber hinaus tatsächlich primär dazu vorgesehen sind, Längskräfte zu übertragen.
Für das erwähnte schrittweise Komprimieren des Kieferknochens durch das Schraubgewinde ist es von Vorteil, wenn der sich verjüngende Gewindegrund entlang einer etwa kegelstumpfförmigen Mantelfläche verläuft, die einen Kegelneigungswinkel α gegenüber der Schraubachse von etwa 5° aufweist.
Ein schonendes Inserieren des Implantats lässt sich dadurch erzielen, dass das Schraubgewinde zweigängig ausgebildet ist. Dieses zweigängige Schraubgewinde lässt sich zur Erzielung einer vergrößerten Verdrängungsfläche dadurch ausnutzen, dass ausgehend von dem in etwa gleichbleibenden Außendurchmesser die Gewindetiefe des zweiten Gewindegangs kleiner ausgebildet ist als die Gewindetiefe des ersten Gewindegangs, wodurch der Gewindegrund des zweiten Gewindegangs eine geringere Axialerstreckung aufweist und die axiale Länge der außenliegenden Gewindegänge vergrößert werden kann. Als Gewindetiefe des zweiten Gewindegangs empfiehlt sich etwa die halbe Gewindetiefe des ersten Gewindegangs im jeweiligen Axialabschnitt, wodurch der Kegelneigungswinkel β der ebenso etwa kegelstumpfförmigen Mantelfläche des zweiten Gewindegangs etwa 2° bis 5° beträgt, insbesondere aber mit einem halb so großen Kegelneigungswinkel gegenüber der Schraubachse von etwa 2,5° verläuft.
Das zweigängige Schraubgewinde hat außerdem den Vorteil, dass das Implantat beim Einschrauben pro Umdrehung gleich zwei Gewindegänge in Wirkverbindung mit der Spongiosa bringt. So reichen schon wenige Umdrehungen (in einem Ausführungsbeispiel gerade einmal etwas mehr als zwei) für ein dauerhaftes, sicheres und gebrauchsfertiges Inserieren aus.
Für den Unterkieferfrontzahnbereich, der sich durch eine sehr hohe Knochendichte auszeichnet, darf das Schraubgewinde des Implantats den Knochen nicht in zu großem Maße komprimieren, um eine Beschädigung des Kieferknochens durch Rissbildungen oder sogar durch ein Aufsprengen zu verhindern; deshalb empfiehlt sich anstelle eines Doppelgewindes mit gleichbleibendem Außendurchmesser die Verwendung eines einfachen Schraubgewindes, dessen Außendurchmesser in gleicher Weise wie der Gewindegrund unter einem Kegelneigungswinkel
Figure 00040001
von 5° zur Schraubachse verläuft. Zur weiteren Reduzierung der Komprimierungseigenschaften weist das Schraubgewinde eine vergleichsweise große Steigung auf, aber dennoch flach geneigte Gewindeflanken.
Was den zweiten axialen Teilbereich betrifft, der gewindefrei ausgeführt ist und sich im Bereich der Kortikalis erstreckt, so empfiehlt sich auch für diesen eine etwa konische lichte Außenform, die sich in apikaler Richtung verjüngt, um auch in diesem axialen Teilbereich eine langsam ansteigende Komprimierung des Kieferknochens und somit eine verbesserte Verankerung in der Kortikalis zu erhalten. Zweckmäßigerweise ist der zweite axiale Teilbereich glattwandig ausgeführt. Ebenso ist es aber auch möglich, ihn profiliert mit umlaufenden ringförmigen Querschnittsreduzierungen auszuführen, die im Axialschnitt gesehen eine kreisbogenförmige Außenform zwischen sich belassen. Ebenso ist natürlich auch eine Mischform zwischen glattwandiger und profilierter Gestaltung der äußeren Mantelfläche des zweiten axialen Teilbereichs möglich.
Zweckmäßigerweise besteht der zweite axiale Teilbereich aus einem rohrförmigen Aufsatz, der separat vom ersten axialen Teilbereich gestaltet ist, so dass zunächst einmal das Implantat in den Kieferknochen eingeschraubt werden kann und erst anschließend der zweite axiale Teilbereich auf den eingeschraubten ersten axialen Teilbereich aufgesetzt und an der Kortikalis festgelegt wird. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn der erste axiale Teilbereich einen kranialen Fortsatz mit gegenüber dem Schraubgewinde reduzierten Außendurchmesser aufweist, und wenn auf den Fortsatz der den zweiten axialen Teilbereich bildende rohrförmige Aufsatz aufgesteckt ist. Das Festlegen des den zweiten axialen Teilbereich bildenden rohrförmigen Körpers auf den Fortsatz kann über Schraubmittel und insbesondere über Festlegungsmittel für den Zahnaufbau erfolgen, insbesondere wenn der Fortsatz die Aufnahme für den Zahnaufbau trägt.
Die separate Gestaltung des zweiten axialen Teilbereichs als rohrförmiger Aufsatz und getrennt vom ersten axialen Teilbereich hat den besonderen Vorteil, dass bei einer Erkrankung des Implantatbetts (sog. Implantitis) dieser Aufsatz ohne Schwierigkeiten ausgetauscht werden kann. Hierbei kann man nicht nur einen infizierten Aufsatz durch einen neuen sterilen Aufsatz ersetzen, sondern vor allem bietet das Entfernen des Aufsatzes die Möglichkeit, ohne große Schwierigkeiten an die infizierten Knochenbereiche zu gelangen. Während bisher bei derartigen Erkrankungen das Implantat entfernt werden musste und der Inserierungs- und Einheilungsprozess nach der Behandlung wieder von vorne beginnen musste, kann nun das Implantat in der inserierten und osseointegrierten Stellung verbleiben; es wird lediglich der Aufsatz entfernt, die infizierten Knochenbereiche behandelt bzw. abgetragen, ein neuer steriler Aufsatz wieder aufgesetzt und anschließend wieder der Knochenaufbau im behandelten Bereich initialisiert, ohne dass die benachbarten Knochenbereiche - wie es beim Stand der Technik der Fall ist - nach einem Neuimplantieren ebenfalls bearbeitet worden sind und erneut aufgebaut werden müssen.
Was den weiteren Aufbau des Implantats betrifft, so weist dieses insbesondere im Axialbereich des Schraubgewindes ein Innengewinde auf, in dem entweder während der 3-4-monatigen Zeit der Osseointegration eine Einheilschraube oder ein Gingivaformer und/oder anschließend Befestigungsschrauben für den Zahnaufbau verankert werden, falls keine sofortige Behandlung des Implantats erfolgt .
Schließlich sei noch erwähnt, dass das Implantat insbesondere im Bereich des Schraubgewindes eine chemisch aufgeraute Oberfläche aufweisen kann. Hingegen können Teile des zweiten axialen Teilbereichs mit glatter Oberfläche und ohne Aufrauung gestaltet sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; hierbei zeigen
Figur 1
das erfindungsgemäße Implantat eingesetzt in einen Kieferknochen in geschnittener Seitenansicht;
Figur 2
einen ersten, das Schraubgewinde aufweisenden axialen Teilbereich mit kranialem axialem Fortsatz im Längsschnitt;
Figur 2a
ein Detail des Schraubgewindes aus Figur 2;
Figur 3
eine alternative Ausführungsform eines Implantats in geschnittener Seitenansicht;
Figuren 4-6
unterschiedliche Ausführungsbeispiele für rohrförmige Aufsätze, wel-che den gewindefreien zweiten axialen Teilbereich des Implantates bilden.
In Figur 1 ist ein Kieferknochen in einem schematischen Vertikalschnitt dargestellt, wobei der Aufbau des Kieferknochens KK gezeigt ist und die Orientierung eines Zahnes Z sowie eines eingesetzten Implantats zu den einzelnen Knochenbereichen: Die äußerste Schicht bildet das Zahnfleisch A, das an der Krone K des Zahnes Z dicht anliegt und das Implantat 1 während der in Figur 1 dargestellten Einheilphase im Bereich einer Einheilschraube 2 überdeckt. Die nächste Schicht ist die Kortikalis B, die für den Halt des Zahns bzw. des Implantats vor allem in Querrichtung sorgt. Dem schließt sich die Spongiosa C an, die porös aufgebaut ist und den großflächigsten Knochenbereich bildet. In der Spongiosa C ist der Zahn Z mit seiner Zahnwurzel W verankert, von wo aus sich der Zahnnerv N bis zum nervus mandibularis NM des Kieferknochens KK erstreckt.
Das Implantat 1 ist in ähnlicher Weise wie der dargestellte Zahn Z im Kieferknochen angeordnet und weist einen der Zahnwurzel entsprechenden ersten axialen Teilbereich 3 auf, der ein Schraubgewinde 4 auf seiner Außenseite trägt und im Bereich der Spongiosa angeordnet ist und hierdurch das apikale Ende des Implantats bildet. Ein zweiter axialer Teilbereich 5 ist gewindefrei ausgeführt und erstreckt sich auf dem Höhenniveau der Kortikalis und dient dazu, das Implantat in Querrichtung an der Kortikalis abzustützen, ohne es durch Gewindegänge längsgerichteten Kraftkomponenten auszusetzen. Würde sich statt dessen das Schraubgewinde bis in den Bereich der Kortikalis erstrecken, so würden in Axialrichtung wirkende Längskraftkomponenten zu einer Beanspruchung des Implantatsitzes im kritischen und für den Halt verantwortlichen Kortikalisbereich führen; trotz einer guten Osseointegration am Ende der Einheilzeit führt dies jedoch leicht dazu, dass der Sitz des Implantats in der Kortikalis bei stärkeren Belastungen gelockert wird.
Im Gegensatz dazu schlägt nun die vorliegende Erfindung vor, den Bereich der Kortikalis frei von Gewindegängen zu halten und statt dessen den dortigen zweiten axialen Teilbereich mit einem größeren Außendurchmesser zu versehen als den ersten axialen Teilbereich mit Schraubgewinde, um so ein gleichmäßiges, behutsames und großflächiges Komprimieren der Kortikalis im Umfangsbereich des Implantats zu erhalten. Gleichzeitig sorgt das auf den Bereich der Spongiosa beschränkte Schraubgewinde für die gewünschte Fixierung des Implantats in Längsrichtung.
Um diesen Verankerungsbereich des Schraubgewindes 4 trotz geringerer Axiallänge verglichen mit dem Stand der Technik zu verbessern, weist das erfindungsgemäße Implantat einen sich verjüngenden Gewindegrund 6 (siehe Figur 2) mit in Richtung des apikalen Endes abnehmendem Innendurchmesser auf, während der Außendurchmesser des Schraubgewindes 4 im wesentlichen gleich bleibt. Hierdurch erhält man ebenfalls ein behutsames Komprimieren der Spongiosa im Bereich des Gewindegrundes, der beim Einschrauben des Implantats eine kontinuierliche radiale Aufweitung erzeugt.
Dieser erste axiale Teilbereich 3 mit Schraubgewinde 4 ist in Figur 2 im Detail dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass er in kranialer Axialrichtung einen Fortsatz 17 trägt, der zur Festlegung des zweiten gewindefreien axialen Teilbereichs 5 dient, der als rohrförmiger Körper 8 ausgebildet ist und in verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren 4 bis 6 dargestellt ist.
Das in Figur 2 gezeigte Schraubgewinde 4 weist folglich einen sich verjüngenden Gewindegrund 6 auf, der entlang einer etwa kegelstumpfförmigen Mantelfläche verläuft, deren Kegelneigungswinkel α gegenüber der Schraubachse 9 etwa 5° beträgt. Aus Figur 2 ist auch der etwa gleichbleibende Außendurchmesser 7 des Schraubgewindes zu erkennen, so dass die Gewindetiefe in Apikalrichtung langsam zunimmt. Schließlich zeigt Figur 2 im apikalen Endbereich eine prismenförmige und nicht rotationssymmetrische Aussparung 18, die sich quer zur Schraubachse erstreckt und eine Verdrehsicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen bzw. Herausdrehen des osseointregrierten Implantats bildet.
Ein Detail I aus Figur 2 ist in dem Ausschnitt in Figur 2a gezeigt: Dort ist zu erkennen, dass das Schraubgewinde 4 zweigängig ausgeführt ist mit einem ersten Gewindegang 4a und einem zweiten Gewindegang 4b, wobei die Gewindetiefe des ersten Gewindegangs größer und insbesondere ― bezogen auf den jeweiligen Axialbereich ― doppelt so groß wie die Gewindetiefe des zweiten Gewindegangs 4b bis zum Gewindegrund 6a ausgebildet ist. Außerdem ist das Schraubgewinde 4 als Trapezgewinde ausgeführt, so dass sich insgesamt die außenliegenden Gewindegangbereiche in Axialrichtung vergrößern lassen, was zu einer Vergrößerung der vom Implantat verdrängten Knochenbereiche und somit zu einem besseren Halt des Implantats in der Spongiosa führt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste axiale Teilbereich 3 etwa 60 µm lang und der Außendurchmesser 40 µm groß und die Gewindetiefe im apikalen Anfangsbereich beim ersten Gewindegang beträgt 5 µm und beim zweiten Gewindegang 2,5 µm. Die Steigung der beiden Gewindegänge beträgt 7 µm und die Gewindeflanken weisen eine Neigung zur Schraubachse von ca. 75° auf.
Auf der radialen Innenseite des ersten axialen Teilbereichs 3 ist ein Schraubinnengewinde 10 vorgesehen, das zur Festlegung von Aufbauten, prothetischen Hilfsteilen etc. dient.
Der kraniale Fortsatz 17 ist rohrförmig ausgebildet mit kreisförmigem Querschnitt und nimmt den erwähnten rohrförmigen Körper 8 auf, der den zweiten axialen Teilbereich bildet, der später näher beschrieben wird.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines ersten axialen Teilbereichs 23 eines Implantats 21 mit einem Schraubgewinde 24, welches eingängig ausgeführt ist mit einer vergleichsweise großen Gewindesteigung (im gezeigten Ausführungsbeispiel von P = 14 µm), einem sich in Apikalrichtung verjüngenden Gewindegrund 26, der entlang einer etwa kegelstumpfförmigen Mantelfläche verläuft, deren Kegelneigungswinkel gegenüber der Schraubachse 29 etwa 5° beträgt. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel aus Figur 2 ist auch der Außendurchmesser 27 des Schraubgewindes 24 sich in Apikalrichtung verjüngend ausgebildet, so dass insgesamt die Kompression des vorliegenden Schraubgewindes weitaus geringer ausfällt als im ersten Ausführungsbeispiel. Hierdurch ist dieses Implantat 21 für die hochdichten Frontzahnbereiche im Unterkiefer geeignet, die bei zu großer Kompression reißen bzw. aufgesprengt werden könnten.
Im übrigen entsprechen Fortsatz 37, Aussparung 38 und Innengewinde 30 den entsprechenden Bauteilen 17, 18 und 10 aus Figur 2 in Aufbau und Funktion.
Der in Figur 4 dargestellte rohrförmige Aufsatz 8 weist entsprechend dem Fortsatz 17 bzw. 37 eine zylindrische Innenbohrung 11 auf, über die er großflächig und spielfrei an dem Fortsatz 17 anliegt, um direkt die wirksamen Kräfte ein- bzw. ausleiten zu können. Die Außenseite 12 des Aufsatzes 8 ist konisch ausgebildet mit sich in kranialer Axialrichtung vergrößerndem Außendurchmesser. Hierdurch wird beim Einsetzen dieses Aufsatzes die angrenzende Kortikalis schrittweise komprimiert und die entsprechende Flächenpressung sukzessive erhöht, bis der Aufsatz keilähnlich in der Kortikalis verankert ist, was vor allem für eine Seitenstabilität des Implantats sorgt.
Was die Außenform dieser Außenseite 12 betrifft, so sind ausgehend von einer glattwandigen Konusform auch verschiedene Profilierungen denkbar: Beispielsweise in Figur 5 ist eine über den gesamten Axialbereich sich erstreckende Profilierung 12a aus umlaufenden ringförmigen Querschnittsreduzierungen gebildet, die im Längsschnitt eine aus aneinander gefügten kreisbogenförmigen Abschnitten bestehende Außenprofilierung bilden. Hierdurch lässt sich die Oberfläche gegenüber einer glattwandigen Außenseite noch einmal vergrößern und der Anlagebereich des Implantats an der Kortikalis entsprechend optimieren. Darüber hinaus ist natürlich auch eine Mischform 12b entsprechend Figur 6 möglich, wo der obere Aufsatzbereich glattwandig und der unter Aufsatzbereich profiliert ausgeführt ist.
Besonders wesentlich ist die axiale Länge des rohrförmigen Aufsatzes 8: Damit sich das Gewinde des eingeschraubten Implantats nicht bis in den Bereich der Kortikalis erstreckt, sollte dieser zweite axiale und gewindefreie Teilbereich diesen Höhenabschnitt der Kortikalis vollständig ausfüllen und hierzu empfiehlt es sich, dass der zweite axiale Teilbereich eine axiale Länge von zumindest einem Drittel der Implantatgesamtlänge aufweist.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil eines Implantats mit optimierter Verankerung im Kieferknochen, wobei erstmals ein Implantat mit Funktionentrennung dadurch zur Verfügung gestellt wird, dass sich das Schraubgewinde nur auf den Bereich der Spongiosa erstreckt und zur Aufnahme von Längskräften dient, während der gewindefreie zweite axiale Teilbereich auf dem Höhenniveau der Kortikalis angeordnet ist und Querkraftkomponenten überträgt.

Claims (17)

  1. Implantat zum Einschrauben in den Kieferknochen (KK) eines Patienten, mit einem an seinem äußeren Umfang vorgesehenen Schraubgewinde (4, 24) und mit einer an seinem kranialen Ende vorgesehenen Aufnahme zum Festlegen eines Aufbaus, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Schraubgewinde (4, 24) nur über einen ersten axialen Teilbereich (3, 23) des Implantats (1, 21) auf dessen apikaler Seite erstreckt, dass auf der kranialen Seite ein zweiter axialer Teilbereich (5) vorgesehen ist, der gewindefrei ausgeführt ist und zur Abstützung des Implantats an der Kortikalis des Kieferknochens dient und hierzu einen gegenüber dem Schraubgewinde des ersten axialen Teilbereichs vergrößerten Außendurchmesser aufweist, und dass der zweite axiale Teilbereich eine axiale Länge von zumindest einem Drittel der Implantatgesamtlänge aufweist.
  2. Implantat nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubgewinde (4, 24) des ersten axialen Teilbereichs (3, 23) einen sich verjüngenden Gewindegrund (6, 26) mit in Richtung des apikalen Endes abnehmendem Innendurchmesser aufweist.
  3. Implantat nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubgewinde (4) einen zumindest in etwa gleichbleibenden Außendurchmesser (7) aufweist.
  4. Implantat nach zumindest Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der sich verjüngende Gewindegrund (6, 26) entlang einer etwa kegelstumpfförmigen Mantelfläche verläuft mit einem Kegelneigungswinkel α bzw.
    Figure 00120001
    gegenüber der Schraubachse (9, 29) von etwa 5°.
  5. Implantat nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubgewinde (4) zweigängig ausgebildet ist.
  6. Implantat nach zumindest Anspruch 3 und Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem in etwa gleichbleibenden Außendurchmesser (7) die Gewindetiefe des zweiten Gewindegangs (4b) kleiner ausgebildet ist als die Gewindetiefe des ersten Gewindegangs (4a).
  7. Implantat nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindegrund (6a) des zweiten Gewindegangs entlang einer etwa kegelstumpfförmigen Mantelfläche verläuft mit einem Kegelneigungswinkel β gegenüber der Schraubachse von zwischen 2 und 5°.
  8. Implantat nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubgewinde (4) als Trapezgewinde ausgebildet ist.
  9. Implantat nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der zweite axiale Teilbereich (5) eine etwa konische lichte Außenform aufweist, die sich in apikaler Richtung verjüngt.
  10. Implantat nach zumindest Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der zweite axiale Teilbereich (5) glattwandig ausgeführt ist.
  11. Implantat nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der zweite axiale Teilbereich (5) profiliert ausgeführt ist.
  12. Implantat nach zumindest Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung aus umlaufenden ringförmigen Querschnittsreduzierungen unter Belassung von im Axialschnitt gesehenen kreisbogenförmigen Außenprofilierungen besteht.
  13. Implantat nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der zweite axiale Teilbereich (5) aus einem rohrförmigen Aufsatz (8) besteht.
  14. Implantat nach zumindest Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der erste axiale Teilbereich (3, 23) einen kranialen Fortsatz (17, 37) mit gegenüber dem Schraubgewinde (4, 24) reduzierten Außendurchmesser aufweist, und dass auf den Fortsatz der den zweiten axialen Teilbereich (5) bildende rohrförmige Aufsatz (8) aufgesetzt ist.
  15. Implantat nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (17, 37) die Aufnahme für den Zahnaufbau trägt.
  16. Implantat nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen des den zweiten axialen Teilbereich (5) rohrförmigen Aufsatzes (8) auf dem Fortsatz (17) über Schraubmittel und insbesondere über Festlegungsmittel für den Zahnaufbau erfolgt.
  17. Implantat nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der erste axiale Teilbereich (3, 23) an seinem apikalen Ende eine Verdrehsicherung in Form einer nicht rotationssymmetrischen Aussparung (18, 38) aufweist.
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